基于单片机的太阳能热水器控制的毕业设计论文

基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。

太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。

然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。

该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。

通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。

系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。

在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。

在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。

本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。

本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。

本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。

二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。

在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。

毕业设计(论文)基于单片机的全自动太阳能热水器的控制器的设计学生姓名：叶沈霖学号：0815012221所在系部：电气信息系专业班级: 电气工程及其自动化指导教师：石刚讲师日期：二○一二年五月摘要随着人们生活水平的不断提高，全球人口和经济规模的不断增长,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。

太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性，并且几乎不产生任何污染。

鉴于此,人们在大力的发展太阳能产业。

太阳能热水器顺应时代发展的要求,满足人们对环保绿色产品的需求。

在人类文明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。

本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。

本设计采用MSC-51系列单片机AT89S52作为中央处理器，采用DS1302实时时钟,12864点阵式液晶显示屏等模块，完成时间温度水位的显示,以及时间和温度的设定等功能。

关键字：太阳能热水器；单片机；实时时钟；液晶显示屏AbstractWith the continuous improvement of people's living standard, As the global population and economic growth, energy use of environmental problems and causes gradually recognized, "low—carbon economy," the concept became part of the people of vision. Solar energy has reserves of the limitless ”, the universality of existing，and almost does not produce any pollution. In view of this, people in the development of solar energy industry. Solar water heaters，in conformity with the requirements of the times, are meeting the demand for green products。

摘要目前, 太阳能热水器技术上比较成熟，但热水控制器的功能还有可开发的潜力,市面在售的控制器绝大部分只具备温度和水位显示功能，不具备温度水位的自动控制功能。

虽然有的控制器配有电加热辅助装置，但都不是全智能型的，给用户使用带来许多不便。

太阳能单片机控制系统是对其水温与水位的不同进行检测和控制。

本次设计对太阳能控制系统做出全面的了解,对其结构及原理了解详尽。

对于水温与水位的检测和控制进行了重点介绍.本次设计有驱动电路能够防水管冻裂，还能够在必要时手动控制。

系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。

该控制系统是以AT89C51单片机为基础，实现了检测、控制与显示等功能。

文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、驱动电路、水温、水位控制电路等。

对于软件设计采用模块化结构，包括主程序、键盘中断子程序、DS12887更新周期结束中断子程序、LED显示子程序和提前加热时间计算子程序等。

关键词：单片机，太阳能热水器，水位检测，温控系统ABSTRACTAt present，Solar energy water heater technology more mature, but hot water controller function and its development potential，most of the market in the sale of the controller only has the temperature and water level display，do not have the temperature of the water level control function。

Although some of the controller is equipped with electric heating system，but not all of the intelligent type, and caused much inconvenience to users。

摘要本文设计了一个太阳能热水器智能控制系统。

它以89C52单片机为核心，配合电阻型4档水位传感器、负温度系数NTC热敏电阻温度传感器、8255A扩展键盘和显示器件、驱动电路（电磁阀、电加热、报警）等外围器件，完成对太阳能热水器容器内的水位、水温测量、显示；时间显示；缺水时自动上水，水溢报警；手动上水、参数设置；定时水温过低智能电加热等功能。

其中本文第一章主要说明了太阳能热水器智能控制系统的研究现状和本课题的主要任务，第二章对系统的整体结构作了简单介绍，第三章重点介绍了水位水温测量电路，第四章介绍了时钟电路，第五章介绍了显示和键盘电路，第六章对其他电路作了介绍，第七章是对水位测量电路的硬件调试。

本系统对于水位传感器、水温传感器的电阻数据的处理均采用独特的RC充放电的方法。

它与使用A/D转换器相比，电路简单、制造成本低。

特别适用于对水位、水温要求不精确的场合。

关键词：太阳能，热水器，控制器，89C52，RC充放电IAbstractThis article has designed a intelligence control system for solar-powered water heater. It take the 89C52 microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the negative temperature coefficient NTC thermistor temperature sensor,the 8255A expansion keyboard and the demonstration component, the actuate circuit (solenoid valve, electric heating, warning) and other periphery component, completes to the water level and temperature measure and demonstrate; the time demonstrate; lack of water automatically upstream, the water overflow warn; fixed time intelligencely electric heat.The first chapter of this article mainly explained the research situation of the solar-powered water heater intelligence control system and the primary mission of this topic. The second chapter has made the simple introduction to the overall construction of the system .The third chapter introduced with emphasis on the water level and water temperature metering circuit.The fourth chapter introduced the clock circuit .The fifth chapter introduced the demonstration and the keyboard circuit,.The sixth chapter has made the introduction to other circuits. The seventh chapter is the hardware debugging of the water level measuring circuit.Regarding the process of the water level sensor and water temperature sensor resistance data this system uses the method of the unique RC electric sufficient and discharging. Compared to using the A/D converter, the electric circuit is simple, the production cost is low. Specially it is suitable for the water level and the water temperature measuring requested unprecise situation.Key word: Solar energy, water heater, controller, 89C52, RC electric sufficient and dischargeII目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................... I I 目录 ....................................................................................................................... I II 第一章引言 . (1)1.1 课题的背景意义 (1)1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 (1)1.3课题的研究内容 (3)第二章太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (4)第三章水位和水温测量电路硬件设计 (5)3.1 水位测量电路 (5)3.1.1 方案比较选择 (5)3.1.2水位测量电路的具体设计及优化 (8)3.2水温测量电路 (15)3.2.1方案比较选择 (15)3.2.2 水温测量电路的设计及温度计算方法 (16)3.3 水位、水温测量电路的整体设计 (20)第四章显示电路 (21)4.1 方案选择 (21)4.1.1 8255A芯片介绍 (21)4.1.2 8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 (24)4.2 显示电路工作原理 (25)4.2.1 8255A显示电路的硬件结构。

分类号: 编号：毕业论文（设计）太阳能热水器控制器设计The design of controller for solar water heater申请学位：工学学士院系：光电信息科学技术学院专业：姓名：学号：指导老师：太阳能热水器控制器设计姓名：导师：年05月日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院[摘要]该太阳能热水器控制器是基于C51单片机设计和实施的，它以AT89C51单片机作为检测和控制中心，由主控芯片模块、DS18B20 温度检测及显示模块、水位检测及显示模块、时钟模块、报警模块和电磁阀控制模块、辅助加热模块等模块组成。

它通过DS18B20温度检测及显示模块实时检测和显示水温，通过水位检测及显示模块实时检测和显示水位，通过时钟模块实时显示时钟并在设定的时间给主控芯片特定的信号，通过电磁阀控制模块实现热水器的自动及手动上水，通过辅助加热模块实现太阳能热水器自动及手动加热，当水位过低且水温过高时通过报警模块报警，而主控芯片则负责协调其他各模块的工作。

[关键词] 太阳能热水器控制器；AT89C51单片机；DS18B20[Abstract] The designing of this solar water heater controller is based on C51 single-chip microcomputer, The AT89C51 MCU is used as it’s detection and control center, It consists of a main control chip module, DS18B20 temperature detection and display module, the water level detection and display module, clock module, alarm module and the electromagnetic valve control module, auxiliary heating module and etc. It is through the DS18B20 temperature detection and display module Detect and display the water temperature in time. It is through the water level detection and display module Detect and display the water level in time. It is through the clock module display time and at the given time, it will give the main control chip module a specific signal. It is through the electromagnetic valve control module to realize the automatic and manual water heater. It is through the auxiliary heating module to heat water automatically and manually. when the water level is too low and the temperature is too high the alarm module will give an alarm, the responsibility of the main control chip is to Coordinate the work of other modules.[Key words] The Solar water heater controller ; AT89C51 MCU ; DS18B20目录1 绪论 (1)1.1 太阳能热水器应用的意义 (1)1.2 我国太阳能发展现状 (1)2 系统设计及仿真软件 (2)2.1 系统的总体结构设计 (2)2.2 设计功能要求 (2)2.3 设计思路 (2)2.4 仿真软件(proteus)简介 (3)3 AT89C51简介 (4)3.1 主要特性 (4)3.2 中断向量 (4)3.3 管脚说明 (4)3.4 内部结构 (6)4 控制器各模块电路设计 (7)4.1 主控芯片模块 (7)4.1.1 时钟电路 (7)4.1.2 复位电路 (8)4.1.3 单片机管脚分配 (9)4.2 DS18B20 温度检测及显示模块 (9)4.2.1 DS18B20芯片简介 (10)4.2.2 74LS245简介 (12)4.2.3 LED数码管显示 (13)4.3 水位测量及显示模块 (14)4.4 报警模块 (15)4.5 辅助加热模块 (16)4.5.1 继电器工作原理 (16)4.5.2 辅助加热模块工作原理 (17)4.6 电磁阀控制模块 (17)4.6.1 电磁阀工作原理 (18)4.6.2 电磁阀控制模块工作原理 (18)4.7 时钟模块 (18)4.7.1 电子表发声原理及控制器定时工作原理 (19)5 控制器软件程序设计 (20)5.1 软件设计分析 (20)5.2 主程序模块 (20)5.3 子程序模块 (21)5.3.1 DS18B20温度检测子程序设计 (21)5.3.2 DS18B20温度转化及显示子程序 (22)5.3.3 加热子程序设计 (23)5.3.4 上水子程序设计 (24)5.4 中断子程序设计 (25)5.4.1 外部中断0（设定温度+）子程序设计 (25)5.4.2 外部中断1（设定温度-）子程序设计 (26)6 调试与总结 (27)6.1 调试方法 (27)6.2 遇到的问题及解决办法 (27)6.3 总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)1 绪论1.1 太阳能热水器应用的意义迈入21世纪以来，随着经济的急速发展，对自然资源的需求缺口越来越大，人口基数过大使得将在很长一段时间保持人口数量的增长，而经济的高发展速度也将持续对资源的供应提出考验。

基于单片机的太阳能热水器控制系统设计在当今能源紧张和环保意识日益增强的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用范围越来越广泛。

太阳能热水器便是其中一种常见且实用的设备。

为了提高太阳能热水器的性能和使用效率，设计一个基于单片机的智能控制系统具有重要的意义。

一、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器主要由集热器、水箱和管道等部分组成。

集热器通常安装在屋顶或其他阳光充足的地方，其内部有吸热管，能够吸收太阳能并将其转化为热能。

被加热的水通过管道输送到水箱中储存起来，以供用户使用。

然而，传统的太阳能热水器存在一些不足之处。

例如，在阳光不足或天气变化时，无法保证稳定的热水供应；水温难以精确控制，可能会出现过热或过冷的情况。

为了解决这些问题，我们需要引入单片机控制系统。

二、单片机控制系统的总体设计本控制系统以单片机为核心，结合传感器、执行器和通信模块等组成一个完整的系统。

传感器部分包括温度传感器和水位传感器。

温度传感器用于实时监测水箱内的水温，水位传感器则用于检测水箱内的水位高度。

这些传感器将采集到的信息传输给单片机。

单片机作为控制中心，对传感器传来的数据进行处理和分析，并根据预设的控制策略发出相应的控制指令。

执行器主要包括电加热装置和水泵。

当水温过低时，单片机控制电加热装置启动，对水进行加热；当水位过低时，单片机控制水泵启动，向水箱内注水。

通信模块用于实现系统与用户之间的交互。

用户可以通过手机或其他终端设备远程查看热水器的工作状态，并进行相应的操作。

三、硬件设计1、单片机选型选择一款性能稳定、功能强大且成本适中的单片机，如 STM32 系列。

STM32 具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。

2、传感器电路设计温度传感器可选用 DS18B20 数字温度传感器，其具有精度高、接口简单等优点。

水位传感器可采用压力式水位传感器，通过测量水压来确定水位高度。

传感器的输出信号需要经过调理电路进行放大、滤波等处理，然后输入到单片机的 ADC 端口。

基于80C51单片机的太阳能热水器智能控制系统设计摘要本文介绍了基于80C51单片机的太阳能热水器智能控制系统的设计。

该系统采用了多种传感器，包括温度传感器、光强传感器和水流传感器，以实时监测太阳能热水器的工作情况。

设计了一个基于PID算法的控制器，可以根据监测到的数据来自动调整热水器的工作状态，提高能源利用效率。

在实际测试中，该系统表现出良好的控制性能和可靠性，可以满足太阳能热水器的实际应用需求。

关键词：80C51单片机、太阳能热水器、智能控制系统、传感器、PID算法AbstractThis paper introduces the design of an intelligentcontrol system for solar water heaters based on the 80C51 microcontroller. The system uses multiple sensors, including temperature sensors, light intensity sensors, and flow sensors, to monitor the operation of solar water heaters in real time. A controller based on the PID algorithm isdesigned to automatically adjust the working state of thewater heater according to the monitored data to improveenergy utilization efficiency. In actual tests, the system showed good control performance and reliability, and can meet the actual application needs of solar water heaters.Keywords: 80C51 microcontroller, solar water heater, intelligent control system, sensors, PID algorithm1. 引言太阳能热水器是一种利用太阳能热能将水加热的设备，具有使用方便、能耗低等优点，在全球范围内得到广泛的应用。

中华人民共和国教育部毕业设计论文题目：太阳能热水器中央控制器的设计与实现学生：指导教师：学院：专业：2007年6月摘要当今计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。

嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功效等严格要求的专业计算机系统。

其最初应用是基于单片机的。

单片机小巧灵活，成本低，易于产品化。

它面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。

目前，国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能。

由于加热时间不能控制而导致过烧，从而浪费大量电能。

本设计是以89c51单片机为检测控制中心，采用ds12887实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能。

关键词：单片机；太阳能热水器；智能控制；水位；温度；时间；The Design and realization of theSolar-powered water ----输入端；Qn-----输出端；、LE为控制端，该片如何工作由功能表定，表中L为低电平、H为高电平、Z为高阻抗（相当开路）×为任意电平，一般将接低电平，LE接ALE就能正常工作。

2.6 IO接口电路8255A(1）总线接口部分CS ——片选线输入A1、A0 ——RD ——WR ——端口选择线（选片内四个端口寄存器）读信号线写信号线（2）内部逻辑部分（3）外设接口部分可由编程决定三个端口的功能输入输出其它A口 8位锁存缓冲 8位锁存双向B口8位锁存缓冲 8位锁存C口 8位锁存缓冲 8位锁存可分成两组分别作A口、B口的选通联络线2、8255A的端口操作A1 A0 选中0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器二、8255A的工作方式及方式选择1、8255A的工作方式（1）方式0 ——基本输入输出方式A口、B口、C口均有此方式，无选通，是单片机与外部设备之间的直接数据通道。

毕业设计（论文）学院名称学院名称专业名称专业名称学生学号学生学号学生姓名学生姓名指导教师教授姓名助理指导老师老师姓名202 年月基于单片机的太阳能热水器温度控制系统摘要随着时代的发展与技术的进步，运用单片机为主要技术手段的温度采集与控制系统的研发与应用取得了很大进步，对于在生产及生活中在温度的控制水平上有了很大的提高。

本文主要研究应用STC89C52单片机和DS18B20数字温度传感器的温度测量系统。

利用集成电路温度传感器DS18B20测量热水器水温，将被测的水温与已设定标准值比较，单片机通过使用LCD液晶显示器显示当前水位高低、当前水位、已设定的温度报警数值和当前被测的温度。

当温度过高时，系统会发出警报，同时关闭热水器加热装置。

当温度降到已设定最低温度时就继续给热水器加热装置通电，继续加温，如此反复监控温度。

这样就可以节约能源，提高能源的使用率。

针对系统的要求和特点，在上述硬件电路及实现方法的基础上，设计了基于单片机的电热水器温度控制系统。

关键词：STC89C52;LCD1602;温度控制;DS18B20Based on single chip microcomputer waterheater’s temperature control system designABSTRACTWith the rapid development of microcomputer measurement and control technology and widely used, with the single chip processor as the core temperature gathering and control system of research and application to a large extent, improve the production control of the temperature level in the life. The main research based on the AT89C51 single chip microcomputer and DS18B20 digital temperature sensor temperature measurement system. The water heater temperature using integrated circuit temperature sensor DS18B20 measurement, and compare the water temperature with the setting of the measuring. Than through the use of the LCD display shows upper and lower limit of water level , the current level , pre-set temperature alarm value and the current temperature . When the temperature more than set alarm temperature, the system will alarm sound, and shut down the water heater burner at the same time. Wait for the temperature to a lower value when can back to the water heater burner electricity, continue to heat, so temperature monitoring. So you can save energy, improve energy utilization rate. In accordance with the requirements and features of the system, on the basis of the hardware circuit and the realization method of using assembly language, the water heater temperature control system based on single chip microcomputer is designed.Key words: AT89C51;LCD1602; Temperature control;DS18B20目录摘要 (II)ABSTRACT............................................................................................................................................ I II 1绪论 .. (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2太阳能热水器的应用及意义............................................................. 错误!未定义书签。

2013届毕业设计(论文)题目: 太阳能热水器控制器的设计学院: 电子与信息工程专业: 电子信息工程班级: 电子0901姓名:指导老师:起讫日期: 2012-11-16～2013-06-142013 年06 月太阳能热水器控制器的设计摘要本文分析了太阳能热水器的基本构造并且简单介绍了其工作原理，设计了与之配套的太阳能热水器控制器。

该控制器利用SST89E58单片机作为核心器件控制整个系统运作；温度传感器DS18B20可以用来实时检测水温，并将检测到的数据送至单片机进行处理后显示；由4个按键组成的模拟水位用来检测实时水位，当不同的按键按下时，可以模拟出相应的水位；由芯片8155控制的4个数码管是用来显示水位和水温的；由LED灯和蜂鸣器组成的报警电路实现了声光报警，当水位或是水温超出了正常范围，报警电路就会启动；由继电器控制1个LED 灯的亮灭来模拟辅助加热系统是否工作。

本篇论文从硬件电路的原理分析、软件编程的实现过程、电路仿真和调试等内容进行分析，实现了控制器的检测、显示和控制功能。

关键词：单片机DS18B20 8155 数码管继电器The design of controller of solar water heaterAbstractThis paper first introduces the basic structure of solar water heaters and working principle and design a complete solar water heater controller. As the core control system SST89E58 single chip to complete the operation; temperature sensor DS18B20 temperature real-time detection, the microcontroller will detect after data showed four levels of real-time simulation keys are used by different keys, you can simulate the appropriate level, digital tube for display, interface circuit is the chip 8155, by the LED lights and buzzer alarm circuit to achieve a sound and light alarm, water level or water temperature exceeds the normal range, the alarm circuit is activated by relay control LED lights to light and dark analog auxiliary heating system work.Based on the theoretical analysis of the hardware circuit, how to achieve software programming, circuit simulation and debugging of content analysis, to achieve the detection of the controller, display and control functions.Keyword: MCU；DS18B20；8155；digital tube；relay目录摘要 ................................................................................................................................ Abstract.......................................................................................................................... 第一章绪论.. 01.1背景 01.2 现状分析 0第二章太阳能热水器的结构及工作原理 (2)2.1太阳能热水器的结构及工作原理 (2)2.2 控制器结构及工作原理 (3)第三章控制器硬件设计 (4)3.1 控制器总体设计 (4)3.2 单片机及其外围电路 (5)3.2.1 单片机简介 (5)3.2.2 晶振电路 (7)3.2.3 手动复位电路 (7)3.3 显示电路 (8)3.3.1 数码管简介 (8)3.3.2 8155简介 (9)3.4温度检测电路 (10)3.4.1 温度传感器DS18B20简介 (10)3.4.2 温度检测电路设计 (11)3.5 水位检测电路及自动上水 (11)3.5.1 水位检测电路设计 (11)3.5.2 自动上水设计 (12)3.6 温度设定及报警电路 (13)3.6.1 温度设定 (13)3.6.2 报警电路设计 (13)3.7 辅助加热电路 (14)第四章控制器软件设计 (16)4.1主程序设计 (16)4.2 温度检测子程序 (17)4.3 水位检测子程序 (17)4.4 报警子程序 (18)4.5 显示子程序 (18)4.6 辅助加热子程序 (18)4.7 自动上水子程序 (19)4.8 温度设定子程序 (19)第五章电路调试及结果 (20)5.1程序编译与仿真结果 (20)5.2 硬件电路调试 (24)5.3 调试过程中遇到的问题 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (30)附录 (31)第一章绪论1.1背景随着社会的进步，人类文明在不断提高的同时，却面临着一个非常严峻的问题：世界上的不可再生能源——煤炭、石油、天然气的存储量在以极快的速度减少，在不久的将来，这些宝贵的资源将逐渐从地球上消失。

山西大学工程学院毕业设计（论文）题目基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计系别电力工程系专业电气工程及其自动化班级电本0824姓名指导教师下达日期2012年2月20日设计时间自2012年2月20日至2012年5月25日毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计2、题目来源自备二、目的和意义通过对一个基于单片机的能实现太阳能热水器控制系统的设计，从而达到学习、了解单片机的各方面的应用，太阳能热水器的工作原理及实现方法。

系统由主控制器AT89C51、时钟电路DS1302、显示电路、按键电路、和复位电路等部分构成，能实现时钟（时、分、秒）显示的功能及对温度的显示与控制等。

三、原始资料太阳能热水器说明书四、设计说明书应包括的内容1、太阳能热水器的发展2、太阳能热水器的组成及工作原理3、控制系统的软、硬件实现4、编写的控制程序等。

五、设计应完成的图纸1、太阳能热水器控制系统的原理图2、太阳能热水器控制系统的PCB图六、主要参考资料1、太阳能热水器说明书2、《单片机原理、应用及c51程序设计》清华大学出版社七、进度要求1、设计阶段第1 周（2 月20 日）至第14 周（5 月26 日）共14 周2、答辩日期第14 周（2012 年 5 月26 日）3、实习阶段第15 周（5 月28 日）至第18 周（6 月22 日）共 3 周八、其它要求针对现场对太阳能热水器的要求进行控制系统方面的设计，主要包括水温显示、定时上水、防冻功能、恒温控制、时钟显示的功能等。

基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计摘要太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。

本文结合实际太阳能热水器的具体应用，在介绍太阳能、单片机的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。

这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点，提出了一种基于单片机的太阳能热水器智能控制器的设计方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。

摘要本设计主要设计了一个基于单片机的太阳能热水器水位控制系统。

设计以单片机为核心，配合电阻型4档水位传感器、8255A扩展键盘和显示器件、以及电磁阀、报警等外围器件，从而完成对太阳能热水器容器内的水位测量及控制；时间显示；缺水时自动上水；水满报警；手动上水等功能。

本文主要进行时钟电路、电源电路、键盘输入电路、传感器电路、显示电路的设计，以及硬件选择和系统软件设计。

本文在已有的太阳能热水器的技术的基础上，采用单片机对热水器水位控制，通过合理的选择和设计，提高了水位传感器的控制水平，改善了热水器的实际使用功能，从而使太阳能热水器水位控制达到了较为理想的效果。

关键词：太阳能热水器，水位控制，单片机，传感器AbstractThis article mainly designed a monolithic integrated circuits, the control system of the solar water heaters . It take the microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the 8255A expansion keyboard and the demonstration component, the solenoid valve, warning，and other periphery component, thus completes to the water level measure and demonstrate; the time demonstrate; lack of water automatically upstream, the water overflow warn，manual water function and so on.This article mainly for clock circuit, power supply circuits, the keyboard to enter the circuit, sensor circuit, display of the circuit design，and hardware and system choice of software design.This article in the given solar water heaters technology on the basis of a monolithic integrated circuits to control through the water heater and reasonable options and design, and improve the control of the sensor and improved the actual use to make solar water heaters under the water came to a desirable effect.Key word：Solar water heaters，The water control ，Monolithic integrated circuits，Sensors目录摘要 (I)Abstract（英文摘要） (II)第一章绪论 (1)1.1 课题的目的及意义 (1)1.2 国内外研究综述及发展现状 (1)1.3 本文完成的工作 (2)第二章总体方案设计 (3)2.1 系统的设计要求 (3)2.2 系统设计方案与比较 (3)第三章水位测量电路硬件设计 (5)3.1 水位测量电路 (5)3.1.1 方案比较选择 (5)3.1.2 水位测量电路的具体设计 (8)第四章时钟电路和电源电路 (10)4.1 时钟芯片选择 (10)4.1.1 DS12B887并行时钟芯片 (10)4.1.2 DS1302串行时钟芯片 (11)4.1.3 比较选择 (11)4.2 时钟电路的应用设计 (11)4.2.1DS1302 内部寄存器 (11)4.2.2 DS1302与单片机的连接及时间读取方法 (12)4.3 电源电路的设计 (13)第五章键盘和显示电路 (14)5.1 方案选择 (14)5.1.1 8255A芯片介绍 (14)5.1.2 8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 (17)5.2 显示电路工作原理 (17)5.2.1 8255A显示电路的硬件结构 (17)5.2.2 8255A实现显示方法 (20)5.3 键盘电路原理 (21)5.3.1 独立式键盘工作原理 (21)5.3.2 键盘功能介绍 (21)5.3.3键盘扫描介绍 (21)第六章传感器电路 (23)6.1 工作原理 (23)6.2 单片机控制结构图 (23)6.3传感器电路组成的原理图 (24)第七章其他硬件电路设计 (26)7.1 上水控制电路 (26)7.2 电加热控制电路 (26)7.3 报警控制电路 (26)7.4水位显示电路 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第一章绪论1.1 课题的目的及意义太阳能热水器水位控制电路是近年来发展起来的一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简单、抗干扰能力强、价格便宜、重量轻、耗电省等优点。

基于单片机的太阳能热水器智能控制系统一、本文概述随着能源危机和环境保护问题的日益突出，太阳能作为一种可再生、无污染的能源，受到了广泛关注和应用。

太阳能热水器便是其中的一种典型应用，其利用太阳能将水加热，既节能环保，又能降低生活成本。

然而，传统的太阳能热水器控制系统大多采用简单的温度控制，无法实现更为智能、高效的能源利用。

为此，本文提出了一种基于单片机的太阳能热水器智能控制系统。

该系统以单片机为核心，结合传感器技术、控制算法以及通信技术，实现对太阳能热水器的高效、智能控制。

系统能够实时监测太阳能热水器的水温、水位以及太阳辐射强度等信息，并根据这些信息智能调整热水器的运行状态，以达到最佳的能源利用效果。

该系统还具有远程监控功能，用户可以通过手机或电脑远程查看热水器的运行状态，并进行远程控制，极大提高了使用的便捷性。

本文将对基于单片机的太阳能热水器智能控制系统的硬件设计、软件编程、控制算法等方面进行详细介绍，并通过实验验证该系统的性能。

本文的研究不仅有助于推动太阳能热水器技术的智能化发展，也为其他领域的智能控制系统设计提供了有益的参考。

二、系统总体设计太阳能热水器智能控制系统的总体设计目标是实现高效、智能、自动化的热水供应。

该控制系统基于单片机，通过集成传感器、执行器和智能算法，实现对太阳能热水器工作状态的实时监控和智能控制。

在硬件设计方面，系统主要由单片机、温度传感器、水位传感器、电磁阀、水泵、显示器和通信模块等组成。

单片机作为核心控制器，负责采集传感器数据、执行控制命令和与用户交互。

温度传感器和水位传感器分别用于监测热水器内的水温和水位，为控制算法提供实时数据。

电磁阀和水泵用于控制热水的进出和循环，确保热水器在不同工作状态下都能稳定运行。

显示器用于显示当前的水温和水位信息，方便用户查看。

通信模块则用于实现系统的远程监控和控制，提高系统的灵活性和可扩展性。

在软件设计方面，系统采用模块化编程思想，将控制算法、传感器数据采集、用户交互等功能分别封装成独立的模块。

基于单片机的太阳能热水器控制的设计毕业论文目录摘要 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

ABSTRACT ............................................................................................. 错误！未定义书签。

1 绪论 (1)1.1 太阳能热水器的概述 (1)1.2 太阳能热水器的背景 (2)1.3 太阳能热水器的研究现状 (2)1.4 本设计的主要任务及内容 (3)1.5 系统的主要功能 (3)2 系统总体方案的设计 (4)2.1系统总体结构框图的设计 (4)2.2温度检测电路设计 (4)2.3模拟/数字转换电路 (7)2.3.1 ADC0809的内部结构 (8)2.3.2 信号引脚 (9)2.3.3 ADC0809与单片机的接口设计 (9)2.4单片机的控制系统 (10)2.4.1 AT89C52的主要特性 (11)2.4.2 AT89C52的引脚说明 (12)2.4.3 振荡特性 (15)2.4.4 最小系统应用电路 (15)2.5键盘控制电路 (17)2.5.1 键盘设计的分类及其特点 (17)2.5.2 按键的确认 (17)2.5.3 重键与连击的处理 (17)2.5.4 按键防抖技术 (18)2.5.5 少量功能键的接口技术 (19)2.5.6 矩阵键盘的接口技术 (20)2.5.7 本设计键盘的硬件连接 (21)II2.6LED显示电路 (21)2.6.1 8255的介绍 (21)2.6.2 LED显示原理 (23)2.6.3 并行接口动态显示 (26)2.7继电器控制电路设计 (27)3 软件部分设计 (30)3.1程序流程图设计 (30)3.1.1 主程序流程图 (30)3.1.2 显示程序流程图设计 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (33)3.1.4 A/D转换程序流程图 (33)3.2软件程序设计 (34)4 分析和总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附I 图总电路图 (45)附II 仿真电路图 (46)基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 11 绪论1.1太阳能热水器的概述随着社会的发展,对能源的需求在快速增长，使不可再生能源的贮量不断减少，同时燃用不可再生能源而带来的全球性污染和生态环境的破坏日益严重，开发利用新型清洁能源的问题越来越受到世界各国的重视。

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书(毕业论文）题目：基于单片机太阳能热水器控制系统的设计学生姓名：康乐学号:0867106203专业：自动化班级：自2008—2班指导教师：贾玉瑛基于单片机太阳能热水器控制系统的设计摘要今天，环境问题、能源问题日益突出，给我们的生活带来了极大的压力。

尽管这些年新兴能源已经得到了很好的发展，但是依旧还是无法解决日趋严峻的能源压力.由于不可再生资源的逐渐减少我们很自然会把目光对准一些可再生资源，这里就不得不提到太阳能，太阳能对我们目前而言可谓是一种取之不尽用之不竭的宝藏，然而由于我们目前的科学技术手段还不能充分的利用太阳能.在本设计中我会给大家介绍一种目前已经算是比较成熟的太阳能应用技术，他就是太阳能热水器。

太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎. 本文结合实际太阳能热水器的具体应用，通过软硬件设计，实现以51系列单片机为核心器件,扩展外围接口电路，如键盘与显示等。

实现按设定时间自动上水、手动上水以及上水期间有音量提示；阴冷天按照设定温度要求可自动加热等功能.关键词：单片机；太阳能;热水器Solar energy water heater based on MCU controller designAbstractAbstract: Today，environmental issues, energy issues have become increasingly prominent, to give our lives has brought great pressure. Although these years emerging energy already obtained the very good development， but still can not solve the increasingly serious energy pressure。

As a result of non—renewable resources are gradually reduced naturally we will focus on some renewable resource， it will have to solar energy， solar energy to our current character it may be said is an inexhaustible inexhaustible treasure, however due to our current scientific and technical hand paragraph was not very good use of its ten one or two. In this design I will give you a present is already relatively mature solar energy application technology， he is the solar water heater.the solar energy water heater with its many advantages is welcome of people.Through the software and hardware design, realization to 51 series microcontroller as the core device， peripheral expansion interface circuit，such as the keyboard and display. According to the set time realize automatic sheung shui, manual sheung shui and sheung shui during the volume tip; Cold day temperature can be set according to requirements heating etc. Function.Keywords: SCM，Solar energy water heater 。

ANYANGINSTITUTEOF TECHNOLOGY毕业论文基于AT89C51的太阳能热水器自动控制系统设计The Design of Solar Water Heater Automatic Control SystemBased on AT89C51系（院）名称：电子信息与电气工程专业班级：05级电子信息工程1班学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：讲师目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................. I I 引言. (1)第一章概述 (2)1.1 课题的背景意义 (2)1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 (2)1.3 课题的研究内容 (3)第二章系统设计 (4)2.1控制系统技术性能要求 (4)2.2太阳能控制系统工作原理: (4)2.2.1系统原理 (4)2.2.2方案比较 (4)第三章硬件设计 (8)3.1 直流电源的设计 (8)3.1.1直流电源的图解 (8)3.1.2方案论证 (9)3.1.3方案实现 (9)3.2接口电路 (9)3.4显示模块 (10)3.5驱动电路 (13)3.5.1蜂鸣器驱动电路 (13)3.5.2继电器驱动电路 (13)第四章水位.温度采集部分 (14)4.1水位传感器 (14)4.2 传感器（AD590） (15)4.3 模数转换器件（ADC0804） (17)4.3.1 ADC0804的性能特点 (17)4.3.2 ADC0804的引脚及其功能 (18)4.3.3 ADC0804转换器的时序及接口电路 (19)第五章中央控制器 (21)5.1单片机构成 (21)5.2单片机内部结构分析 (22)5.3单片机主要功能特性 (22)5.4单片机的外部结构 (22)5.5单片机最小系统 (23)第六章中断控制 (24)6.1按键中断（KBI） (24)6.2键盘中断要实现两个功能 (24)第七章软件设计 (26)7.1 I/O口的说明 (25)7.3软件流程图 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录1：太阳能控制系统显示程序 (31)附录2：硬件图 (36)基于AT89C51的太阳能热水器自动控制系统设计专业班级：05级电子信息工程1班学生姓名：指导教师：职称：讲师摘要：随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。